在未來的幾十年里，核能將是世界的主要能源，并且它是零排放的。但是，有些人想到切爾諾貝利事件以及福島核事故之后，會覺得核電站是一種危險的存在。然而，有了釷之后，核電站的危險性就會大大減少。在可預見的未來，釷將轉變我們對核能的范式。
這背后有著怎樣的物理機制與技術突破？讓我們從基礎講起。
核能的物理機制
當你把較重的原子分裂成兩個較輕的原子時，會釋放出大量的能量。例如，鈾的一種同位素鈾-235是很好的裂變材料，當它受到中子的撞擊時，它會分裂成三個中子和兩個較輕的粒子：鋇-141和氪-92。然后這些中子又可以去撞擊其它鈾-235，繼續發生著核反應。通過這種方式，它可以形成連續的鏈式反應，產生越來越多的能量。
這種能量是從哪里來的？如果我們考慮鈾-235和入射中子的質量之和，我們會得到236.053個原子質量單位。然后我們把反應后的產物的質量加起來，只會得到235.867個原子質量單位，前后相差了0.186個原子質量單位。根據愛因斯坦質能方程，前后質量之差轉化為了1.73億電子伏特的能量。
更深入一點的問題是，這些質量最初從何而來，為什么可以轉化為能量？正如我們在之前關于太陽如何發光的文章中所討論的，這完全是于與強核力相關的結合能。在這種情況下，結合能是指打破原子核中質子和中子之間的鍵所需的能量。換句話說，要使質子和中子如此緊密地結合在原子核中，需要大量的能量。這來自于宇宙的一種基本力，叫做強核力。這種使質子和中子結合在一起的力或能量貢獻了原子的質量。因此，當原子核分裂時會損失一些質量，因為保持原子核結合在一起所需的能量更少了。這就是轉化為能量的質量的來源。
打破原子核鍵所需要的能量越多，原子的結合能就越高，具有較高結合能的原子比具有較低結合能的原子更穩定。從低結合能到高結合能就釋放了能量，它是原子核分裂過程中釋放的結合能之差。鈾的結合能比氪和鋇的結合能還低，當鈾分裂時，系統的整體結合能增加，這意味著鋇和氪處于更穩定、更低能量的狀態。
核廢料問題
核反應堆中的鈾-235燃料最終會轉化為廢料，如鋇、氪和元素周期表中的其它元素。問題是這些廢料通常是這些元素的放射性同位素，而它們的放射性會對人類造成威脅。然而，這并不是核燃料最成問題的部分，因為這些廢料的半衰期通常很短，通常在幾天或30年之間，因此這些廢料會在幾年之內變成穩定同位素，相對安全。
國外許多人反對核電站，其中一個主要的原因就是核廢料產生的钚可以制造大規模殺傷性武器。還有重要的一點是，由鈾-238嬗變產生的重元素中，大多數半衰期都非常長，這意味著我們不得不將這些核廢料埋在地下數百年甚至數千年，我們的安全才得以保證。這是核廢料的大問題，也是人們不喜歡核電的一個重要原因。
釷為何比鈾更優秀
釷比鈾豐富得多，據統計，地球上的釷是鈾的3倍多。不僅如此，我們還可以比鈾更高效地使用釷做燃料，據測算，一噸釷產生的電力能與200噸鈾相媲美。這是因為，核反應堆即使使用濃縮鈾，也只有3%-5%的鈾-235，剩下的不僅被浪費了，而且還會嬗變成更危險的核素。但是對于釷來說，我們基本可以把它全部消耗掉，并且它的開采更安全、更高效，因為含有釷的棕色礦石獨居石比同等鈾礦石濃度更高，不需要昂貴的富集過程。
既然釷比鈾更好，為什么核反應堆不大量使用釷而使用鈾？首先，是設計和建造新核反應堆的技術困難。其次，釷是可育的而不是可裂變的，這意味著釷的使用方式必須與傳統鈾核電站不同。為了讓釷發揮作用，必須要使用一種增殖反應器，這是一種用非裂變材料制造燃料的反應堆。
在這個反應堆中，天然存在的釷-232吸收了一個中子變成釷-233。然而，這種同位素并不是很穩定，它會經歷β衰變成為鏷-233。同樣，這種同位素也是不穩定的，它將再次經歷β衰變成為鈾-233。我們從釷開始，繞了一圈又回到了鈾。但與傳統鈾核電站不同的是，生成的鈾都是可裂變的，沒有鈾-238的問題。最終，釷將全部轉化為鈾-233作為燃料消耗殆盡，也不大會產生相對危險的放射性廢物。
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